Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Энергосбережение на промышленных предприятиях. Учебное пособие
.pdf
Экономия электроэнергии за счет подбора шихты, обеспечивающе-
го плавку без дополнительных «подвалок», составляет 5–10 % общего
расхода электроэнергии на плавку. Если же при этом будет сокращена
продолжительность окислительного периода, то экономия энергии составит 10–16 % общего расхода электроэнергии на плавку.
При оформлении плана организационно-технических мероприятий
по экономии энергии можно ориентировочно оценивать экономический
эффект
от внедрения мероприятий по совершенствованию подбора
шихты в размерах 5–15 % фактических удельных расходов на плавку
металла, сложившихся в предшествующем составлению плана году.
Предварительный подогрев шихты. Наиболее энергоемкими опера-
циями в электропечах являются нагрев и расплавление твердой завалки.
Период плавления занимает около половины времени всей плавки, в этот
период затрачивается 60–70 % всей электроэнергии, расходуемой на
плавку. Удельный расход электроэнергии составляет 380–420 кВт·ч/т.
Предварительный подогрев шихты до 600–700
С обеспечивает сниже-
ние удельных расходов электроэнергии на 20 %, улучшает условия работы печного транспорта за счет значительного уменьшения бросков
тока, улучшает качественное состояние шихты за счет удаления влаги и
выгорания углерода из загрязняющей шихту смазки, позволяет проводить весь период плавления при включенном дросселе.
Особо эффективен предварительный нагрев шихты за счет
дящих газов с температурой около 1000
С от различных термических уста-
тепла отхо-
новок в случае наличия их в цехе. Также может быть использовано тепло
охладительных колодцев и другие источники вторичных энергоресурсов.
Применение специальных установок предварительного нагрева с
мазутными или газовыми горелками должно быть обосновано техникоэкономическим расчетом, оправдывающим дополнительные капитальные вложения и расход топлива.
В тех случаях
отличается от 600–700
, когда температура предварительного нагрева шихты
С, можно пользоваться следующей примерной
зависимостью
0
1
где
W экономия электроэнергии в расчете на 1 т выплавляемого ме-
талла, кВт·ч/т;
0,243 ,Wt
0
t температура предварительно нагретой шихты, ºC.
1
Снижение электрических потерь
1. За счет оптимальной плотности тока в элементах вторичного
токопровода.
На основе практики работы дуговых сталеплавильных печей можно рекомендовать экономические плотности тока в элементах
вторичного токопровода:
медные шины при площади сечения пакета на фазу до 5000 мм
1,5–2,0 А/мм
2
; свыше 5000 мм2 – 1,0–1,5 А/мм2;
2
–
111
медные гибкие кабели при площади сечения пакета на фазу до
4000 мм
медные водоохлажденные трубы – 4–6 А/мм
2
– 1,8–5,2 А/мм2; свыше 4000 мм2 – 1,2–1,8 А/мм2;
2
.
При указанных в табл. 6.4 экономических плотностях тока потери
электроэнергии в процентах к расходу электроэнергии на плавку приведены в табл. 6.5.
Таблица 6.4
Экономические плотности тока в электродах
Диаметр
электрода,
мм
Угольные электроды Графитизированные электроды
Плотность
тока, А/см
2
Токовая
нагрузка, кА
Плотность
тока, А/см2
Токовая
нагрузка, кА
100 – – 0,30 1,7–2,9
150 0,12 2,1 0,25 3,2–5,3
200 0,11 3,4 0,22 5,3–9,1
250 0,10 4,9 0,20 7,8–12,2
300 0,10 7,0 0,18 11,3–16,9
350 0,10 9,6 0,17 15,4–20,2
400 0,09 11,3 0,16 18,8–23,8
450 – – 0,15 23,8–28,6
500 0,09 17,7 0,14 27,5–33,3
550 – – 0,14 28,4–38,0
600 0,07 25,0 – –
При увеличении плотности тока в элементах вторичного токопровода возрастут потери электроэнергии и удельные расходы электроэнергии на плавку. Ориентировочно для предварительных расчетов
можно пользоваться условными коэффициентами (табл. 6.6) увеличения
потерь электроэнергии в элементах вторичного токопровода, отнесенными к 1 т выплавленного металла при повышении плотности тока выше экономических величин.
Таблица 6.5
Потери электроэнергии при экономических плотностях
тока в электродах
Элементы вторичного токо-
провода
Шины, кабели и трубы
на стороне НН
Потери электроэнергии, %, для печей емкостью
0,5–5 т 8–20 т
3,5–4,5 3–4
Угольные электроды 6–8 3–4
Графитизированные
электроды
4–5 3–4
112
Таблица 6.6
р
ру
р
ру
p
Коэффициенты увеличения потерь электроэнергии k в элементах
вторичного токопровода на 1 т выплавленного металла при повышении
плотности тока
Элементы
вторичного
токопровода
Шины, кабели
бы на НН
и т
Угольные электроды 43,8 49,0 40,5 45,5
Графитизированные
элект
Шины, кабели и
т
Электроды 21,9 24,5 20,1 22,8
оды
бы на НН
Основной п
Фасонное
литье
Печи емкостью 0,5–5,0 т
25,0 28,0 23,0 26,0
28,1 31,5 25,8 29,3
Печи емкостью 8–20 т
21,9 24,5 20,1 22,8
оцесс Кислый процесс
Литье
слитков
Фасонное
литье
слитков
Литье
Потери электроэнергии определяются из выражения
i
Э (1)
,
k коэффициент увеличения потерь (табл. 6.6); фi фактическая
где
2
;
плотность тока, А/мм
i экономическая плотность тока, А/мм
э
ф
k
i
э
2
.
2. За счет уменьшения сопротивления электрических контактов.
Электрическое переходное сопротивление в контактах зависит от рода
материалов и от характера выполнения контакта (разъемный или неразъемный). Неразъемный контакты, как правило, выполняются сваркой.
В разъемных контактах переходное сопротивление зависит от со-
стояния контактных поверхностей и от давления в контакте, Ом,
С
R
к
m
,
где
С расчетный коэффициент, зависящий от материала контакта
(табл. 6.7);
m показатель степени (принимается равным 0,5–1,0); p дав-
ление в контакте, для медных шин принимается равным 60 МПа
2
(600 кг/см
).
Для нормальной работы контактного соединения рекомендуются
2
следующие плотности тока, А/мм
:
Медь – медь 0,30
Алюминий – алюминий 0,16
Медь – алюминий 0,13
Медь – сталь 0,10
Алюминий – сталь 0,08.
113
Расчетные коэффициенты С
I
R
R
P
Таблица 6.7
Материалы контакта
Медь – медь 0,8–1,4
Медь – медь (луженые) 0,9–1,1
Медь – сталь 30
Медь – алюминий 10
Сталь – сталь 75–80
4
10C
Увеличение сопротивления контакта ведет к дополнительным по-
терям мощности, которые определяются по формуле, кВт:
23
3( )10PIRR
ккк. ф
со-
к
где
,
ток, проходящий через контакт (средний за плавку), А;
противление контакта, соответствующее сопротивлению целого участка
шины той же длины, что и контактное соединение, Ом;
фактиче-
к. ф
ское сопротивление контакта, Ом.
3. За счет сокращения простоев печи. Период простоя печи в нор-
мальных условиях определяется временем, необходимым на слив металла,
очистку печи, подвалку пода и стен и загрузку шихты. Простой печи зависит от степени механизации загрузки слива металла и совершенства эксплуатации. Электроэнергия в период завалки шихты в печь не поступает, но
аккумулированное в кладке печи
тепло рассеивается кожухом и сводом, а
при включении печи в сеть часть энергии идет на нагрев футеровки. Величина потерь на подогрев футеровки после нормального перерыва в работе
печи доходит до 15–20 % всей подведенной энергии для очередной плавки.
Влияние простоев и задержек на удельный расход электроэнергии
можно установить в зависимости от длительности
простоя с отключе-
нием печи, учитывая потери холостого хода печи, кВт·ч/т:
где
W
у.ф
номинальная мощность печи, кВт;
P
н
0 нн
да (потери холостого хода), кВт;
суток, ч;
номинальный удельный расход электроэнергии, кВт·ч/т.
W
н
tP t W
(24 )
,
(24 )
Pt
н
мощность холостого хо-
P
0
t число часов простоя печи в течение
114
6.10. Осветительные установки
В качестве энергетического показателя, определяющего рациональное потребление ЭЭ на цели освещения, предлагается удельная
установленная мощность (УУМ) общего искусственного освещения помещений, которая является основой нормативной базы для контроля
энергозатрат в осветительных установках (ОУ) при проведении энергетического обследования объектов и на стадии экспертизы проектов.
Введение в практику проектирования ОУ УУМ
фактически исключает применение ламп накаливания (ЛН) в освещении общественных
зданий. Удельная установленная мощность определяется по формуле
/ 1,5 100 / З 80 / З
v
где
ww k ,
W
базовое значение УУМ, приведенное к освещенности 100 лк,
0
0 зсв
коэффициенту запаса 1,5, условному КПД светильника 100 % и световой отдаче 80 лм/Вт;
КПД применяемого светильника, %;
k нормируемый коэффициент запаса;
з
З
световая отдача применяемого
v
З
св
источника света, лм/Вт.
Нормы регламентируют минимальные значения КПД осветительных приборов в соответствии с ГОСТ 8607–82 и световой отдачи источников света (табл. 6.8).
Анализ ОУ начинается с оценки текущего потребления ЭЭ на
освещение в процессе энергетического обследования. Расчет потребляемой ЭЭ в ОУ производится по следующей формуле:
WWTS
год
W суммарное годовое потребление ЭЭ, кВт
где
число часов работы ОУ
год
i-го помещения;
0,001
,
ii
ч/год;
·
S площадь i-го помещения, м
i
T годовое
i
2
.
Таблица 6.8
Минимальное значение световой отдачи источников света, лм/Вт
Минимальное значение световой
Тип источника
света
Люминисцентные лампы (ЛЛ) 60 70 – –
Компактные люминисцентные лампы (КЛЛ) 50 55 – –
Металлогалогенные лампы (МГЛ) 70 80 – –
Дуговые ртутные лампы (ДРЛ) – – 50 –
Натриевые лампы ВД (ДНаТ) – 80 – 85
115
отдачи при различных индексах
цветопередачи
80–100 60–80 40–60 20–40
R
a
, лм/Вт
Удельная установленная мощность w для действующей освети-
j
K
тельной установки рассчитывается по формуле
n
PN
jj
1
S
i
, Вт/м ,
2
j
w
P
где
Вт;
мощность, потребляемая комплектом лампа-балласт j-го типа,
j
N количество ламп j-го типа, шт.; j индекс, обозначающий тип
источника света;
n – число модификаций источников света в рамках
определенного типа.
Расчет экономии ЭЭ на освещение и рекомендации по энергосбережению в осветительных установках разрабатываются по следующим
показателям ОУ, ее организационных и технических компонентов:
по экономичности источников света;
по экономичности пускорегулирующей аппаратуры;
по типовым конструктивно-светотехническим схемам и эксплуата-
ционным группам осветительных приборов (ОП);
по системам освещения, соотношению общего и местного освещения;
по системам автоматического управления освещением в зависимо-
сти от уровня естественной освещенности и площади производственных помещений;
по соблюдению регламента эксплуатации ОУ.
6.10.1. Методические рекомендации по расчету
энергопотребления и экономии электроэнергии в ОУ
1. Расчет установленной мощности ОУ:
PPKN
где
P мощность ОУ i-го помещения в обследуемом объекте; лP мощ-
i
ность лампы, Вт;
коэффициент потерь в пуско-регулирующей аппа-
лi
ратуре (ПРА) осветительных приборов (табл. 6.9);
типных ламп в ОУ
i-го помещения.
, Вт,
N количество одно-
2. Расчет годового фактического потребления ЭЭ ОУ:
nn
WW PTk wTS
iiii ii
11
ii
0,001
.
116
Таблица 6.9
K
E
E
E
E
Значения K для различных типов пускорегулирующих аппаратов
№ п/п Тип лампы Тип ПРА
Обычный электромагнитный 1,22
1 ЛБ
2 КЛЛ
3 ДРЛ, ДРИ
4 ДНаТ
Электромагнитный с пониженными потерями 1,14
Электронный 1,10
Обычный электромагнитный 1,27
Электромагнитный с пониженными потерями 1,15
Электронный 1,10
Обычный электромагнитный 1,05
Электромагнитный с пониженными потерями 1,10
Электронный 1,10
Обычный электромагнитный 1,10
Электромагнитный с пониженными потерями 1,10
Электронный 1,06
3. Расчет удельного фактического потребления ЭЭ
W
WS
1
W удельное годовое потребление электроэнергии.
где
1
n
i
, кВт ч/м
i
2
,
4. Расчет потенциала годовой экономии электроэнергии в ОУ
обследуемого помещения:
n
WW
i
где
W потенциал годовой экономии ЭЭ для ОУ i-го помещения от
i
энергосберегающего мероприятия, кВт·ч/год;
дения
i-го помещения.
, кВт·ч/год,
i
коэффициент приве-
Коэффициент приведения определяют для учета отклонения фактической освещенности от нормативных значений по формуле
где
ным инструментального энергетического обследования;
емое значение освещенности в
фактическое значение освещенности в i-м помещении по дан-
ф
i-м помещении (СНиП 23-05-95).
ф
,
н
нормиру-
н
Фактическое среднее значение освещенности с учетом отклонения
напряжения в сети от номинального рассчитывают по формуле
117
E
E
EU
ф
UUU
ннср
фн
()
, лк,
где
измеренная средняя фактическая освещенность, лк; коэф-
ф
фициент, учитывающий изменения светового потока лампы при отклонении напряжения питающей сети (для ламп накаливания – 4; для раз-
рядных ламп – 2);
()/2UUU
ср 12
среднее фактическое значение напряжения;
U номинальное напряжение сети, В;
н
, UU
12
значения напряжения в электрической сети освещения в начале и в конце
измерения.
5. Расчет потенциала экономии ЭЭ при переходе на другой тип
источника света с более высокой светоотдачей, лм/Вт:
(1 )WW k
з
где
света;
,
1
коэффициент эффективности замены типа источника
/
12
световая отдача заменяемого и, соответственно, предла-
2
гаемого ИС, лм/Вт;
,
k коэффициент запаса, учитывающий снижение
з
светового потока лампы в течение срока службы (при замене с близкими по значению
k , но с разной эффективностью зk исключается или
з
корректируется, кроме случая, когда обследование проводится после
групповой замены источников света).
Расчет относительного уменьшения установленной мощности при
частичной замене ламп накаливания на компактные люминисцентные
лампы с цоколем Е-27 производится по формуле
P
(1 )
,
P
где
доля мощности ЛН, подлежащих замене на КЛЛ; отноше-
ние световых отдач ЛН и КЛЛ;
освещенности при ОП с КЛЛ и ЛН;
отношение нормируемых значений
отношение коэффициентов за-
паса для КЛЛ и ЛН.
Экономия электроэнергии при этом составит
WPt, кВт·ч/год,
t время годовой наработки ОУ, ч.
где
6. Расчет потенциала экономии электроэнергии при повышении
КПД существующих осветительных приборов путем их чистки:
, кВт·ч/год,
118
где
тильников; , ,
1( )
коэффициент эффективности чистки све-
cc
ccc
e
t
WQ
t
t
c
постоянные для заданных условий эксплуатации
светильников (табл. 6.10), t продолжительность эксплуатации све-
K
K
тильников между двумя ближайшими чистками.
Таблица 6.10
Значения постоянных для заданных условий эксплуатации светильников
Характеристика
пылевыделения
Умеренное
Среднее
Рабочее помещение Общие условия
Кабинеты и рабочие
помещения общественных зданий,
лабораторий
Производственные
цеха, склады муки,
хлебохранилища
Благоприятные 0,05 0,95 10 000
Неблагоприятные 0,15 0,85 9000
Благоприятные 0,25 0,75 8000
Неблагоприятные 0,35 0,65 7000
c
t
c
, ч
c
К благоприятным общим условиям можно отнести наличие вентиляции, конструкцию светильника, препятствующую осаждению пыли на
отражатель или рассеиватель (конструктивно-светотехническая схема
IV и выше согласно СНиП 23–05–95).
7. Расчет потенциала экономии электроэнергии при установке
энергоэффективной пускорегулирующей аппаратуры:
K
WW
i
1
1
K
2
,
где
стемы освещения
коэффициент потерь в ПРА существующих светильников си-
1
i-го помещения;
коэффициент потерь в ПРА,
2
устанавливаемых в светильнике (см. табл. 6.9).
8. Расчет потенциала экономии электроэнергии при повышении
эффективности использования электроэнергии за счет автоматизации
управления освещением:
(1)
i
,
где
WW
коэффициент эффективности автоматизации управления осве-
щением, который зависит от уровня сложности системы управления
(табл. 6.11).
9. Оценка экономии электроэнергии при замене светильников
При упрощенной оценке (замена светильников на аналогичные по
светораспределению и расположению) расчет экономии производится
следующим образом:
119
K
K
E
1
2
WW k
(1 ),
i з
где
ника;
q паспортное значение КПД существующих светильников; 2q
1
коэффициент, учитывающий повышение КПД светиль-
/qq
12
паспортное значение КПД предполагаемых к установке светильников.
Таблица 6.11
Значения коэффициента эффективности автоматизации управления
освещением для предприятий и организаций с обычным режимом
работы (1 смена)
№
п/п
1
2
3
Уровень сложности системы автоматического управления
освещением
Контроль уровня освещенности и автоматическое включение
и отключение системы освещения при критическом значении
Зонное управление освещением (включение и отключение
освещения дискретно, в зависимости от зонного распределения
естественной освещенности)
Плавное управление мощностью и световым потоком светильников в зависимости от распределения естественной освещенности
1,10–1,15
1,20–1,25
1,3–1,4
Расчет экономии электроэнергии при замене светильников учитывает все мероприятия, поэтому их следует исключать при расчете общей
экономии электроэнергии в
i-м помещении.
В случае большого числа однотипных помещений в обследуемом
здании со схожими по параметрам, состоянию и мероприятиям ОУ расчет осуществляется с помощью удельных показателей экономии электроэнергии. При этом общая экономия электроэнергии в ОУ обследуемого объекта определяется как
.WWS
1
Общие годовые расходы на ОУ помещения (здания) складываются
из капитальных и эксплуатационных затрат и могут быть оценены по
следующей обобщенной формуле:
0,01 ( )
CN taPt t
где
С – суммарные годовые расходы на освещение; N – общее число ламп
во всех светильниках ОУ;
цена светильника;
cC c C C R
11 2 2 4
nn
n – количество ламп в одном светильнике; 1C –
c – уплата процентов, амортизация, % (для 1C ); 2C –
1
C
3
,
стоимость монтажа светильников, кабелей и электроустановочных
устройств;
c – уплата процентов, амортизация, % (для 2C ); a – стои-
2
120
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]